Полипропилен: что это за материал и где его используют

Содержание

Получение полипропилена

Впервые полимер удалось синтезировать в 1954 году. Это сделали двое ученых, специализирующихся в области органической химии: Карл Циглер (Германия) и Джулио Натта (Италия). В ходе предложенного процесса полимеризации удалось получить кристаллический полипропилен (формула (C3H6)n). Молекулярная структура нового вещества выглядит следующим образом:

Молекулярная структура полипропилена (формула (C3H6)n)

Спустя всего 3 года после открытия компания Montecatini (Италия) уже производила новый полимер в промышленных объемах. Крупнейшими современными поставщиками являются крупные компании и корпорации ExxonMobil Chemical (США), SABIC (Саудовская Аравия), Borealis (Австрия), СИБУР (Россия), LyondellBasell (США) и некоторые другие.

Промышленный метод получения полипропилена заключается в полимеризации непредельного мономерного пропена с участием специальных веществ, выступающих в качества катализаторов:

  • Циглера – Натта;
  • металлоценовых.

Для улучшения эксплуатационных параметров полимера в его состав могут добавлять различные вещества и наполнители в виде небольшого количества талька, глины, а также добавок из карбоната кальция, углеродистых и стеклянных волокон (для армирования).

Факторы, определяющие стабильные темпы роста выпуска полипропиленовых материалов, заключаются в ряде их преимуществ перед другими традиционными конструкционными пластическими массами (а иногда и металлами):

  • низкая себестоимость;
  • высокие функциональные свойства;
  • универсальность применения;
  • возможность получения на основе полипропилена множества модифицированных материалов;
  • технологичность переработки и утилизации материала.

Важно:

Важным свойством полимера является его безопасность: он не оказывает негативного химического или токсического воздействия на организм человека.

Виды полипропилена

Существует две основные разновидности полимера, отличающиеся химическим составом, свойствами и областью применения:

  • гомополимерный полипропилен – это материал, имеющий высокий показатель химической стойкости, отличается удельной прочностью и хорошей жесткостью; применяется преимущественно для изготовления упаковочных материалов, медицинских изделий, труб, тканей, электрических изделий, компонентов автодеталей, других коррозионностойких элементов;
  • сополимерный пропилен – это материал с повышенной долговечностью, хорошей оптической прозрачностью, повышенной гибкостью, достаточной ударной вязкостью, низкотемпературной прочностью; используется для изготовления бытовых изделий с улучшенным внешним видом, упаковочных материалов и изделий, электроприборов, в автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Основные свойства полипропилена

Показатель, единица измерения Значение показателя Примечание
Температура плавления полипропилена, °C от 135 до 165 Для гомополимера 160 – 165;
для сополимера при 135 – 159.
Плотность материала, г/см3 от 0,898 до 0,908 Сополимеры 0,898 – 0,908;
гомополимеры 0,904 – 0,908;.
Устойчивость к химическим соединениям Да Можно применять в кислотной среде (в концентрированном или разбавленном виде), при контакте со спиртами, альдегидами, кетонами, сложными эфирами, в среде алифатических углеводородов.
Менее выраженная устойчивость в среде окислителей, ароматических и содержащих галоген углеводородов.
Не подвержен растворению в жидкостях органического происхождения при нормальной температуре.
Горючесть Поддерживает горение  
Водопроницаемость Нет  
Водопоглощение Низкое  
Проводимость электрического тока Диэлектрик Характеризуется хорошими электроизоляционными свойствами
Воздействие микроорганизмов (бактериальных, грибковых и других) Низкая чувствительность  

Слабые стороны полипропилена, ограничивающие его применение в качестве конструкционного материала, проявляются в следующих свойствах:

  • недостаточная устойчивость к воздействию лучей ультрафиолетового спектра;
  • слабая устойчивость к ударной нагрузке с образованием трещин;
  • повышенная хрупкость при снижении температурного фона до -20 °C и ниже;
  • в условиях контакта с металлом наблюдается снижение устойчивости к тепловой деструкции;
  • слабая адгезия с окрасочными материалами.

Область применения

Определившись с тем, что такое полипропилен, ознакомившись с его видами и основными свойствами, перейдем к способам его использования.
Направления применения полимера характеризуют следующие цифры:


Область применения
Удельный вес в объеме произведенного полипропилена в мире, %
Производство упаковки 33
Изготовление мебели 14
Автомобилестроение 12
Товары широкого спроса 10
Электроника 9
Строительство 6
Прочие области применения 16

Производство упаковки

Высокие прочностные характеристики, оптическая привлекательность, надежные барьерные свойства, подходящее качество поверхностей и относительно низкая стоимость являются базовыми характеристиками, которые определяют широкое использование полимера для производства упаковочной продукции:

  • гибкой упаковки для продуктов, разнообразных пленок разного назначения (оберточной термоусадочной, для электроники), частей одноразовых предметов (крышек, подгузников и прочих изделий);
  • жесткой упаковки в виде тары ящичного типа, емкостей, бутылочной продукции, контейнеров для продуктов с тонкими стенками.
Жесткая упаковка из полипропилена в виде тары ящичного типа
Контейнеры из полипропилена для продуктов с тонкими стенками

Полипропиленовые пленки нашли широкое применение и стали популярным упаковочным материалом благодаря своей прозрачности, гибкости, стойкости к нагреванию и легкости сваривания. Существуют так называемые «ориентированные» пленки с повышенной жесткостью, прочностью, влагоизоляционными свойствами.

Потребительские товары

Полипропиленовые элементы можно найти во множестве товаров широкого потребления:

  • бытовой технике;
  • мебели;
  • приборах;
  • игрушках
    и других предметах быта.

Автомобилестроение

Благодаря небольшому удельному весу, хорошей устойчивости к агрессивным химическим соединениям, удачному сочетанию жесткости и ударной вязкости, полипропилен широко используют для производства деталей для автомобилей:

  • корпусов АКБ;
  • поддонов;
  • бамперов;
  • боковых молдингов;
  • отделочных элементов салона;
  • панелей приборов;
  • отделочных элементов дверей.

Медицина

Химическая и биологическая устойчивость дают возможность использовать PP пластик для медицины при производстве:

  • одноразовых шприцов;
  • медицинских пробирок;
  • бутылочной продукции (для внутривенной инфузии, сбора образцов);
  • контейнеров (пищевого назначения, для таблеток);
  • элементов диагностического оборудования;
  • ванночек
    и другой продукции.
Одноразовые шприцы из полипропилена

Использование в промышленных целях

Благодаря хорошему пределу прочности, коррозионной устойчивости и возможности эксплуатации в условиях повышенных температур, листовой полипропилен используют для изготовления:

  • емкостей для хранения реагентов в химической промышленности (в том числе для кислот);
  • трубной продукции;
  • оборотной тары и упаковки.

Ткани и волокна

Из полипропилена получают прочные эластичные волокна с повышенной термостойкостью.

Электроника, электротехника

Нельзя не отметить множество изделий, используемых в электротехнике:

  • корпуса телевизоров, радиоприемников, приборов, телефонных аппаратов;
  • ламповые патроны;
  • элементы выключателей;
  • катушки;
  • изоляционные оболочки.

Методы обработки полипропилена

Одним из преимуществ полипропилена является возможность его промышленной обработки большинством существующих методов.

Самыми типичными и распространенными для этого материала являются технологии:

  • литье под давлением;
  • экструзионно-раздувная формовка;
  • прессование;
  • ротационная формовка;
  • экструзия общего назначения.

Литье

Для изготовления детали литьевым способом расплав с температурой от 200 до 300 °C разливают в формы. Материал перед плавлением не требует специальной предварительной подготовки и сушки. В зависимости от конфигурации и толщины стенок изделия, условий переработки, а также характеристик самого полипропилена, он дает в форме усадку в пределах 1,5 - 3 %.
Подогрев формы для литья (не более 80 °C) позволяет повысить уровень глянца готового изделия.

Экструзия

С применением этой технологии получают:

  • плоскощелевые пленки;
  • трубную продукцию;
  • изоляцию для проводов, кабелей

и другие изделия.
В ходе технологического процесса происходит сжатие расплавленного до температуры 200 – 300 °C полимера в соотношении 3 : 1 с помощью нагретого до 180 – 205 °C материального цилиндра.

Рециклинг

Полипропилен имеет широкие возможности вторичной переработки: он успешно выдерживает не менее 4 циклов производства и переработки.

В процессе рециклинга происходит новая полимеризация пропилена:

  • расплавление пластика при температуре около 250 °C;
  • вакуумное удаление примесей;
  • перевод полимера в твердое состояние после понижения температуры.

Из вторичного полимера получают:

  • корпуса АКБ;
  • кабели батарей;
  • элементы сигнального освещения;
  • хозяйственные изделия – щетки, скребки, метлы
    и другую продукцию.

Причем изделия можно получать как из 100 % вторичного ресурса, так и из смешанной с первичным полипропиленом массы.

Смотрите также по теме «Полипропилен: что это за материал и где его используют»:


Спецпердложения
Уличное освещение в Самаре

Новости

2019-04-06

Ложементы и полимеры в упаковочной индустрии: от идеи к реализации

2019-03-27

Полимерная индустрия и интернет: проверка на прочность

2019-03-14

Мастер класс по пайке ППР труб

2019-01-12

Промагросоюз: промышленное и агротехническое оборудование с доставкой по всей России

2018-08-05

Промышленное оборудование для торцевания и резки: движение в сторону эффективности

2018-06-09

Полимеры, лазеры и микрохирургия при помощи роботов: клиники Швейцарии идут вперед

Все новости RSS / Atom